具有高机械强度和离子导电性的固态电解质有望彻底改变储能工业。因为与常规液体电解质相比，它们对提高安全性、低温性能和体积能量密度具有显著贡献。近年来，阴离子金属−有机骨架（MOF）具有优异的离子导电性和Li⁺迁移数，为发展准固态电解质（QSSEs）开辟了一条新的途径。

近日，加州大学伯克利分校Omar M. Yaghi，Kristin A. Persson报道了两种基于多金属氧酸盐的金属−有机骨架（MOFs），[(MnMo₆)₂(TFPM)]_imine和[(AlMo₆)₂(TFPM)]_imine作为准固态电解质的理论和实验研究。

文章要点

1）将经典分子动力学与量子化学和巨正则蒙特卡罗相结合，模拟了两种材料中相应的扩散和离子传导过程。根据离子扩散行为的不同近似水平，初步确定其主要离子传导机制为溶剂辅助跃迁(>77%)。此外，得到了详细的静态和动态溶剂化结构，以解释高时空分辨率的Li⁺传输。

2）研究人员提出了一种合理设计的非互穿材料MOF688(1倍)，其性能（1.6-1.7 mS cm⁻¹）比目前最先进的材料（0.19-0.35 mS cm⁻¹）高8倍。

参考文献

Tingzheng Hou, et al, Ionic Conduction Mechanism and Design of Metal−Organic Framework Based Quasi-Solid-State Electrolytes, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c03710

https://doi.org/10.1021/jacs.2c03710